高中生物種群數量的變化第1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第2節

種群數量的變化

第2頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一代。問題探討：1．n代細菌數量的計算公式是：2．72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？Nn＝2n解：n＝60min×72h÷20min＝216

Nn＝2n＝

2216

第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三描述、解釋和預測種群數量的變化，常常需要建立數學模型。在上面的問題探討活動中，你已經在嘗試對某種細菌種群的數量變化建立數學模型。建構種群增長模型的方法第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三一、建構種群增長模型的方法數學模型：概念：用來描述一個系統或它的性質的數學形式2.建立數學模型的步驟：第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三細菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2n，

N代表細菌數量，n表示第幾代觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正研究實例研究方法觀察研究對象，提出問題提出合理的假設根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三數學模型建構的一般過程

提出問題

作出假設

建立模型

模型的檢驗與修正第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三在理想狀態下，細菌每20分鐘分裂一次。請填下表，并根據表中數據，繪出細菌種群的增長曲線。時間20406080100120140160180細菌數量248163264128256512第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三一、建構種群增長模型的方法3.類型：1.概念：用來描述一個系統或性質的數學形式。2.建立數學模型的步驟：數學模型：第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三一、建構種群增長模型的方法3.類型：⑶曲線圖⑴數據分析表格式⑵數學方程式Nn=2n時間20406080100120140160180細菌數量方程式——精確曲線圖——直觀第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三細菌的數量／個

理想條件下細菌數量增長的推測：自然界中有此類型嗎？種群增長的“J”型曲線第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三實例1：澳大利亞野兔實例1：澳大利亞本來并沒有兔子。1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發現自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數量達到6億只以上，遍布整個大陸。第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

實例2:

20世紀30年代,人們將環頸雉引入美國的一個島嶼這兩個實例中，種群呈“J”型增長的原因有哪些？食物和空間條件充裕，沒有天敵，氣候適宜等第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三“J”型增長的數學模型

1、模型假設：

理想狀態——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；（N0為起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數．）

2、種群“J”型增長的數學模型公式：Nt=N0

λt

種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年是第一年的λ倍。第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三計算：某一地區2001年人口普查時有10萬人，2002年比2001年增長1％。請預測，按照此生長速度，2006年該地區的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三①產生條件：

理想狀態——食物充足，空間充裕，環境適宜，沒有敵害等；②增長特點：

種群的增長率是一定的；增長速度逐漸上升種群數量沒有上限；種群增長的Ｊ型曲線Ｊ型曲線增長率曲線時間種群數量增長率時間第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三二、種群增長的“J”型曲線“J”增長的數學模型問題：“J”型增長能一直持續下去嗎？自然條件（現實狀態）——食物等資源和空間總是有限的，種內斗爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高．當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平．第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三大草履蟲數量增長過程如何？高斯（Gause，1934）把5個大草履蟲置于0.5mL的培養液中，每隔24小時統計一次數據，經過反復實驗，結果如下：高斯對大草履蟲種群研究的實驗第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三三、種群增長的“S”型曲線K=375種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線稱為“S”型曲線。第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三①產生條件：自然條件（現實狀態）

種群增長的“Ｓ”型曲線②增長特點：

種群數量達到環境所允許的最大值（K值）后，將停止增長.環境容納量:在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。說明：同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境（食物，空間等的影響。第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

討論：從環境容納量（K值）的角度思考：（1）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？（2）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵，等等。三、種群增長的“S”型曲線建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三種群數量“S”型增長曲線（種群數量）K/2K種群數量增長速率時間1：種群數量達到K值時，種群—增長停止2：種群數量在K/2值時，種群—增長最快3：種群數量小于K/2值時種群—增長逐漸加快4：種群數量大于K/2值時種群—增長逐漸減慢第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三應用1.野生動植物資源的合理開發利用為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，根據種群增長的S型曲線，應使被捕魚群的種群數量保持在K／2水平。這是因為在這個水平上種群增長率最大。可提供資源數最多，不影響再生第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三應用2.農業害蟲的防治降低環境容納量是根本第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三“J”型曲線“S”型曲線形成條件適用范圍增長率變化K值理想條件下資源無限自然條件下資源有限實驗室和種群遷入新的環境中最初的一段時間內的增長一般自然種群的增長不變變化無有第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三例為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，根據種群增長的S型曲線，應使被捕魚群的種群數量保持在K/2水平。這是因為在這個水平上

A.種群數量相對穩定

B.種群增長量最大

C.種群數量最大

D.環境條件所允許的種群數量最大K時間K/2種群數量第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三三、種群增長的“S”型曲線問題：種群數量達到K值時，都能在K值維持穩定嗎？環境條件的改變，K值也隨之發生改變，即改善環境條件可使K值增大，如環境條件受到破壞，則K值將會減小。第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三四、種群數量的波動和下降

第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

種群的數量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數量的變化。環境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群數量的變化氣候、食物、天敵、傳染病等增或減增長、波動、穩定、下降等1、影響種群數量變化的因素人類活動種群的年齡組成、性別比例第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三在FaroeIslands上，捕鯨現場成了血的海洋

第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三2、大多數種群的數量總是在波動之中的，

東亞飛蝗種群數量的波動在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護。（2）為人工養殖及種植業中合理控制種群數量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。

（3）通過研究種群數量變動規律，為害蟲的預測及防治提供科學依據。五．研究種群數量變化有何意義？（4）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復。第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三探究：培養液中酵母菌種群數量的變化1、提出問題2、作出假設3、進行實驗4、注意事項5、試著根據方法步驟說明實驗設計的原理步驟1、將10ml無菌馬鈴薯培養液或肉湯培養液加入試管中2、將酵母菌接種到試管中的培養液中混合均勻3、將酵母菌在28oC條件下連續培養7天4、每天取樣計數酵母菌的數量，采用抽樣調查的方法。5、根據數據畫出曲線，分析結果，得出酵母菌種群數量的變化規律第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三探究

培養液中酵母菌種群數量的變化血球計數板計數室第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第1天第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第4

天第6天第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第7

天死亡第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三活菌數增長率0123128101210第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三試管編號培養液/mL無菌水/mL酵母菌母液/mL溫度（℃）A10—0.128B10—0.15C—100.128進一步探究影響種群數量增長的因素第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三東亞飛蝗種群數量的波動大多數種群的數量總是在波動之中的

種群數量的波動和下降第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三在FaroeIslands上，捕鯨現場成了血的海洋

在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三影響種群數量變化的因素直接因素(內因）：

間接因素（外因）：

重要因素：人類的活動出生率、死亡率、遷入率、遷出率食物、氣候、傳染病、天敵第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三數學模型建構的一般過程

提出問題

作出假設

建立模型

模型的檢驗與評價總結：第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三種群數量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環境下的種群增長）第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三K值是環境最大容納量。環境阻力代表自然選擇的作用。總結第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三種群數量的變化：增長，穩定，波動，下降“J”型曲線和“S”型曲線都只研究種群數量

的

規律。前者反映的種群增長率是一定的；而后者反映的種群增長率是變化的，

認為“S”型曲線的開始部分是“J”型曲線。二種增長方式的差異，主要在于

的作用。增長不能環境阻力第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三1．在下列圖中，表示種群在無環境阻力狀況下增長的是B第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三2.（2002高考）在一個玻璃容器內，裝入一定量的符合小球藻生活的管養液，接種少量的小球藻，每隔一段時間測定小球藻的個體數量，繪制成曲線，如右圖所示。下列四圖中能正確表示小球藻種群數量增長率隨時間變化趨勢的曲線是（）D第50頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三（2004江蘇）某海灘黃泥螺種群現存量約3000噸，正常狀況下，每年該種群最多可增加300噸，為充足利用黃泥螺資源，又不影響可持續發展，理論上每年最多捕撈黃泥螺的量為（）A、3000噸B、1650噸C、1500噸D、不超過300噸D第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三下圖表示接種到一定容積培養液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內競爭增加（）A．CD段（增長速度慢） B．DE段（速度加快）C．EF段（變化速率加快） D．FG段（速度逐漸變慢）D第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三（07理綜I）3．下列有關種群增長的S型曲線的敘述，錯誤的是A．通常自然界中的種群增長曲線最終呈S型

B．達到K值時種群增長率為零C．種群增長受自身密度的影響D．種群的增長速度逐步降低答案：D第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三探究

培養液中酵母菌種群數量的變化第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三單細胞真核生物屬于兼性厭氧型微生物，有氧時產生二氧化碳和水；無氧時產生二氧化碳和酒精。用液體培養基培養酵母菌，種群的增長受培養基的成分，空氣，溫度，酸堿度及有害代謝廢物等因素的影響。在理想的環境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有限的環境下，酵母菌的種群呈“S”型曲線。第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第1天第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第4

天第6天第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第7

天死亡第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

對于壓在小方格界線上的酵母菌應取相鄰兩邊及頂角計數。第61頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三活菌數第62頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三3．如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當對培養液進行稀釋以便于酵母菌的計數。具體方法是：搖勻試管，取1mL酵母菌培養液，加入成倍的無菌水稀釋，稀釋n倍后，再用血球計數板計數，所得數值乘以稀釋倍數。以每小方格內含有4—5個酵母細胞為宜。特別是在培養后期的樣液需要稀釋后計數。第63頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三試管編號培養液/mL無菌水/mL酵母菌母液/mL溫度（℃）A10—0.128B10—0.15C—100.128第64頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三B練習第65頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三建構種群增長數學模型的方法包括以下步驟：1.提出合理的假設2.對模型進行檢驗或修正3.用適當的數學形式對事物的性質進行表達4.觀察研究對象，提出問題A.1234B.2314C.4132D.4123C第66頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

下圖表示接種到一定容積培養液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內斗爭增加（）A．CD段（增長速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（變化速率加快）

D．FG段（速度逐漸變慢）D第67頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三下列對陰影部分的解釋正確的是（）①環境中影響種群增長的阻力②環境中允許種群增長的最大值③其數量表示種群內遷出的個體數④其數量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數

A.①③B.②③C.①④D.②④C第68頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三C第69頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三\qT1T2T0種群增長率某種魚遷入一生態系統后，種群數量增長率隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是（）A.在T0-T2時，種群數量呈“J”型增長B.若在T2時種群的數量為N，則在T1時種群的數量為N/2；C.捕獲該魚的最佳時期為T2時D.在TI-T2時，該魚種群數量呈下降趨勢。B第70頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三葉蜂產卵于葉上；泥蜂儲存其他昆蟲的幼蟲為子代的食物；蜜蜂的幼蟲由工蜂直接喂養。這三種蜂的生存曲線依次是（）A.甲乙丙B.乙丙甲C.乙甲丙D.甲丙乙10050生存率（%)甲乙丙A卵成蟲第71頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三

如果種群處在一個理想的環境中，沒有自然和空間的限制，種群內個體數量的增長曲線是____,用達爾文的進化理論解釋，這是由于生物具有__________特性。⑵如果將該種群置入有限制的自然環境中，種群內個體數量的增長曲線是_____，用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表_____________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______ab個體數

時間ab在生存斗爭過程中淘汰的個體過度繁殖死亡率出生率性別比例年齡組成第72頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三(1)如果種群處于一個理想的環境中，沒有資源和空間的限制，種群數量增長的曲線是

？(2)如果將種群置于有限的自然環境中，種群數量增長曲線是

？(3)a與b之間的陰影屬于自然界中的__________。ab環境阻力（4）影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______。第73頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三1種群數量的最大點在

；2種群數量增長最快的在

；3該種群的增長率由緩慢到逐漸加快是在

年后開始的；環境阻力增長是在

年開始4既要獲得最大的捕獲量，又要使該動物資源的更新能力不受到破壞，應該使該動物種群數量保持在圖中

點所代表的水平上；因為在這個水平上（）A.種群數量相對穩定B.種群增長率最大C.種群數量最大D.環境條件所允許的種群數量最大1234567d

cab10050db25bB第74頁，共80頁，2023年，2月20日，星期三年齡個體數ABC我國人口年齡組成與

圖相似，在以后一段時間內的發展趨勢是